子有砂芯和金属芯两种。
图7-20 铝合金活塞的金属型简图 2、金属型的铸造工艺措施
由于金属型导热速度快，没有退让性和透气性，为了确保获得优质铸件和延长金属型的使用寿命，必须采取下列工艺措施： （1）加强金属型的排气 （2）表面喷刷防粘砂涂料 （3）预热金属型 （4）开 型
因金属型无退让性，除在浇注时正确选定浇注温度和浇注速度外，浇注后，如果铸件在铸型中停留时间过长，易引起过大的铸造应力而导致铸件开裂。因此，铸件冷凝后，应及时从铸型中取出。通常铸铁件出型温度为780~950℃左右，开型时间为10~60s。 3、金属型铸件的结构工艺性
（1）铸件结构一定要保证能顺利出型，铸件结构斜度应较砂型铸件为大。
（2）铸件壁厚要均匀，壁厚不能过薄（Al-Si合金2~4mm，Al-Mg合金为3~5mm）。 （3）铸孔的孔径不能过小、过深，以便于金属型芯的按放和抽出， 4、金属型铸造的特点及应用范围 金属型铸造的特点是：
（1）尺寸精度高（IT12~IT16）、表面粗糙度小（Ra12.5~6.3μm），机械加工余量小。 （2）铸件的晶粒较细，力学性能好。
（3）可实现一型多铸，提高了劳动生产率，且节约造型材料。
但金属型的制造成本高，不宜生产大型、形状复杂和薄壁铸件；由于冷却速度快，铸铁件表面易产生白口，切削加工困难；受金属型材料熔点的限制，熔点高的合金不适宜用金属型铸造。
用途：铜合金、铝合金等铸件的大批量生产，如活塞、连杆、汽缸盖等；铸铁件的金属型铸造目前也有所发展，但其尺寸限制在300mm以内，质量不超过8kg，如电熨斗底板等。
7.2.3 低压铸造
一、比压30~70MPa，充型时间0.01~0.2sec。 （一）压铸机和压铸工艺过程
压铸机分类：根据压室工作条件不同，分为冷压室压铸机和热压室压铸机两类。热压室压铸机的压室与坩埚连成一体，而冷压室压铸机的压室是与坩埚分开的。冷压室压铸机又可分为立式和卧式两种，目前以卧式冷压室压铸机应用较多，其工作原理如图7-21所示。
压铸铸型：定型、动型，将定量金属液浇入压室，柱塞向前推进，金属液经浇道压入
压铸模型腔中，经冷凝后开型，由推杆将铸件推出。冷压室压铸机，可用于压铸熔点较高的非铁金属，如铜、铝和镁合金等。
图7-21 卧式冷压室压铸机工作原理 （二）压铸件的结构工艺性
1．压铸件上应消除内侧凹，以保证压铸件从压型中顺利取出。 2．压力铸造可铸出细小的螺纹、孔、齿和文字等，但有一定的限制。
3．应尽可能采用薄壁并保证壁厚均匀。由于压铸工艺的特点，金属浇注和冷却速度都很快，厚壁处不易得到补缩而形成缩孔、缩松。压铸件适宜的壁厚：锌合金为1~4mm，铝合金为1.5~5mm，铜合金为2~5mm。
4．对于复杂而无法取芯的铸件或局部有特殊性能（如耐磨、导电、导磁和绝缘等）要求的铸件，可采用嵌铸法，把镶嵌件先放在压型内，然后和压铸件铸合在一起。 （三）压力铸造的特点及其应用 压铸有如下特点：
（1）压铸件尺寸精度高，表面质量好，尺寸公差等级为IT11~IT13，表面粗糙度Ra值为6.3~1.6μm，可不经机械加工直接使用，而且互换性好。
（2）可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小孔和螺纹的铸件，如锌合金的压铸件最小壁厚可达0.8mm，最小铸出孔径可达0.8mm、最小可铸螺距达0.75mm。还能压铸镶嵌件。
（3）压铸件的强度和表面硬度较高。压力下结晶，加上冷却速度快，铸件表层晶粒细密，其抗拉强度比砂型铸件高25%~40%。
（4）生产率高，可实现半自动化及自动化生产。
不足：气体难以排出，压铸件易产生皮下气孔，压铸件不能进行热处理，也不宜在高温
下工作；金属液凝固快，厚壁处来不及补缩，易产生缩孔和缩松；设备投资大，铸型制造周期长、造价高，不宜小批量生产。
应用：生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸件；汽车、拖拉机制造业、仪表和电子仪器工业、在农业机械、国防工业、计算机、医疗器械等制造业等。 二、低压铸造（0.02~0.06MPa）
（一）低压铸造的工艺过程 低压铸造装置如图7-22a所示。
缓慢地向坩埚炉内通入干燥的压缩空气，金属液受气体压力的作用，由下而上沿着升液管和浇注系统充满型腔，如图7-22b所示。开启铸型，取出铸件，如图7-22c所示。
图7-22 低压铸造示意图 （二）低压铸造的特点及应用 特点：
（1）浇注时的压力和速度可以调节，故可适用于各种不同铸型（如金属型、砂型等），铸造各种合金及各种大小的铸件。
（2）采用底注式充型，金属液充型平稳，无飞溅现象，可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷，提高了铸件的合格率。
（3）铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁，力学性能较高，对于大薄壁件的铸造尤为有利。
（4）省去补缩冒口，金属利用率提高到90～98%。
（5）劳动强度低，劳动条件好，设备简易，易实现机械化和自动化。 应用：汽车发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等。 7.3 金属或合金的铸造性能 一、金属或合金的流动性及充型
液态合金充满型腔是获得形状完整、轮廓清晰合格铸件的保证，铸件的很多缺陷都是在此阶段形成的。
（一）金属或合金的流动性
1. 流动性 液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力，称为液态合金的流动性。
流动性差：铸件易产生浇不到、冷隔、气孔和夹杂等缺陷。
流动性好：易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩。 螺旋形流动性试样衡量合金流动性，如图7-23所示。在常用铸造合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。常用合金的流动性数值见下表。
图7-23 螺旋型试样 表 常用合金的流动性（砂型，试样截面8㎜×8㎜）
合金种类 铸铁 wC+Si=6.2% wC+Si=5.9% wC+Si=5.2% wC+Si=4.2% 铸钢 wC=0.4% 铸型种类 砂型 砂型 砂型 砂型 砂型 砂型 浇注温度/℃ 螺旋线长度/㎜ 1300 1800 1300 1300 1300 1600 1640 1300 1000 600 100 200 铝硅合金（硅铝明） 镁合金（含Al和Zn） 锡青铜（wSn≈10%，wZn≈2%） 硅黄铜（wSi=1.5%~4.5%） 金属型（300℃） 砂型 砂型 砂型 680~720 700 1040 1100 700~800 400~600 420 1000 2. 影响合金流动性的因素
（1） 化学成份 纯金属和共晶成分的合金，由于是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对液态合金的流动阻力较小，同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好；其它成分的合金是在一定温度范围内结晶的，由于初生树枝状晶体与液体金属两相共存，粗糙的固液界面使合金的流动阻力加大，合金的流动性大大下降，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差。
Fe-C合金的流动性与含碳量之间的关系如图7-24所示。由图可见，亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶温度区间减小，流动性逐渐提高，愈接近共晶成分，合金的流动性愈好。
图7-24 Fe-C合金的流动性与含碳量的关系 （2） 铸型及浇注条件 铸型的结构越复杂、导热性越好，合金的流动性就越差。提高合金的浇注温度和浇注速度，以及增大静压头的高度会使合金的流动性增加。浇注温度：铸钢1520~1620℃；铸铁1230~1450℃；铝合金680~780℃。
（二）影响熔融合金充型的条件
铸型的温度低、热容量大，充型能力下降；铸型的发气量大、排气能力较低时，会使合金的充型能力下降；浇注系统和铸件的结构越复杂，合金在充型时的阻力越大，充型能力下降；提高浇注速度、浇注温度和增加直浇道的高度会使合金的充型能力提高。
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